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As proteínas são formadas a partir de cadeias de polímeros ou de aminoácidos. A sequência de aminoácidos (juntamente com quaisquer modificações) determina qual estrutura da proteína adotará. As proteínas têm quatro níveis de estrutura: primária, secundária, terciária e quaternária. A estrutura primária é apenas a sequência de aminoácidos, enquanto que a estrutura secundária refere-se à estrutura 3-D adotada por segmentos da cadeia de aminoácidos.
Hélice alfa
Uma hélice alfa é um tipo muito comum de estrutura secundária em que a cadeia de aminoácidos se torce para formar uma bobina delicada. O nitrogênio da ligação petídica em cada aminoácido tem um hidrogênio ligado a ele, para que possa formar um tipo de interação chamada de uma ligação de hidrogênio com o átomo de oxigênio do grupo carbonila de cada ligação petídica. As ligações de hidrogênio seguram a hélice junto e a ajudam a manter a sua forma.
Cadeias laterais
Todas as cadeias laterais de aminoácidos de uma hélice alfa apontam para fora, o que faz uma volta completa a cada 3,6 aminoácidos. A hélice é torcida no sentido horário, por isso às vezes é descrita como "destra". Uma proteína pode incluir várias hélices alfa, e algumas proteínas como queratina (a proteína encontrada nos cabelos e unhas) apresentam esse tipo de estrutura sobre a maior parte do seu comprimento.
Folhas-beta
Uma folha-beta também é mantida junta por ligações de hidrogênio, mas neste caso, duas regiões do polipeptídeo são posicionadas lado a lado, e as ligações de hidrogênio os mantêm juntos numa espécie de formação da folha de papel plissado. Os fios emparelhados tanto podem rodar em sentidos opostos, caso em que eles são antiparalelos, ou podem ser paralelos, com ambas as cadeias que partilham a mesma direção. O arranjo antiparalelo é mais comum. As cadeias laterais de aminoácidos, alternativamente apontam para cima e para baixo, perpendicularmente ao plano da folha.
Considerações
Os polipeptídeos podem incluir várias folhas beta e as partes de hélices alfa como partes da sua estrutura 3-D global ou da estrutura terciária. Um único polipeptídeo pode ser uma proteína, por si só, ou vários podem se unir para formar uma proteína. Se múltiplos polipeptídeos estiverem envolvidos, seu arranjo espacial é chamado de estrutura quaternária. A estrutura secundária refere-se especificamente às características da hélice alfa e folha beta. Como as estrutura terciária e quaternária, a secundária pode tornar-se desordenada ou desnaturada através da aplicação de altas temperaturas e/ou mudanças significativas no pH.